Posted in | Nanoenergy

Argonne Forskare utforska nya Solar Technologies som en del av Energy Initiative

Published on February 22, 2010 at 6:00 PM

Sporras av global utveckling och befolkningstillväxt, är världens energibehov beräknas fördubblas till år 2050. Den bästa lösningen för att möta denna kommande efterfrågan är en energimix som innehåller generösa mängder av förnybara energikällor som sol, vind och biobränslen, samt kärnkraft och fossila bränslen.

Av de många alternativ, representerar solen den rikligaste förnybar energikälla. Dess strålar har en potential utbud som dvärgar den globala efterfrågan på energi idag och för överskådlig framtid. Däremot har kostnaderna för omvandla solljus till användbara el måste värme eller bränsle minskas radikalt att realisera denna potential. Och det kan endast åstadkommas genom utveckling av teknik som är billig, skalbar och bygger på rikligt material.

Dussintals forskare vid US Department of Energy: s (DOE) Argonne National Laboratory utforskar nya solenergi som en del i alternativ energi & Efficiency Initiative. Initiativet syftar till att uppnå revolutionerande framsteg mot en storskalig användning av solenergi genom att slå ihop grundforskning och tillämpad forskning som stöds av samarbeten med näringslivet och andra forskningsorganisationer.

Argonne solenergi forskning omfattar fyra särskilda områden: nästa generations solceller teknik såsom organiskt, hybrid-och färga solceller, transparenta ledare deponeras på 3-D-solceller, koncentrera solljus och systemanalys.

Aktuell solceller teknik utvecklas väl, men deras kostnader är för höga för att direkt konkurrera med fossila bränslen. Utan betydande statliga subventioner, kommer stegvis förbättringar av dessa tekniker inte sänka kostnaderna tillräckligt för att uppnå nätet paritet, där kostnaderna är lika med eller lägre än förbränning av kol, till exempel.

Nästa generations teknik med potential för mycket lågkostnadsproduktion behövs. Ekologiskt, hybrid-och färga solceller är bland de mest lovande av dessa billiga alternativ. Grundforskning behövs för att utforma, syntetisera och förstå dessa material, och tillämpad vetenskap för att optimera prestanda och skala upp tillverkning av produkter baserade på dessa material. Dessutom kommer systemanalys ge insikt i hur det komplexa samspelet mellan frågor som variationen i solsken, kommer geografiska och faktorer resurs, reglering och ekonomi påverkar marknadspenetration av denna teknik.

Ljuset måste träda i ena sidan av en solcell, och den sidan också måste fungera som en elektrod för enheten att fungera-så transparenta ledare är en viktig komponent i nästan alla solceller. Indiumtennoxid är arbetshästen i transparenta ledare i dagens apparater. Men världens indium tillgången är begränsad, så det behövs alternativ för att minska det belopp som krävs eller eliminera den helt. Argonne har ett team av experter i en teknik som kallas Atomic Layer Deposition (ALD) som kan förbereda extremt tunna skikt av transparenta ledare.

ALD ger också perfekt konform täckning, även på mycket tredimensionella material som de som krävs för dye-solceller. Använda ALD att sätta in indiumtennoxid kommer att förbättra prestandan och minska kostnaderna för nästa generations solceller. Utöka denna teknik för att alternativ kommer jorden rikligt transparenta ledare föra slutändan oss närmare tillverka effektiva solenergi enheter i stor skala.

Solljus är riklig, men diffusa. En annan väg att sänka kostnaden för att fånga solenergi är att använda billiga material för att samla in solljus från ett stort område. Detta ljus riktas antingen till en liten, högeffektiv solcell eller en vätska som överför värmeenergi till ångturbiner som genererar el. Argonne har ett program att utveckla lysande sol koncentratorer för första strategi som fungerar i många olika klimat och ett annat program studerar avancerade köldbärarvätskor för det andra, vilket fungerar bäst i områden med rikligt med solsken. Eftersom många faktorer kan påverka den kommersiella lönsamheten av dessa tekniker kommer systemanalys ge väsentlig riktning gällande enhet mål och lämpliga marknader.

Argonne undersöker också i detalj miljöpåverkan av att flytta till nya solenergi teknik i stor skala och undersöka hur konsumenterna kommer att svara på dessa tekniker.

Last Update: 27. October 2011 00:04

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit